DE2706831A1 - Verfahren zur kontinuierlichen vergaerung von vergaerbaren loesungen mit hefe - Google Patents

Verfahren zur kontinuierlichen vergaerung von vergaerbaren loesungen mit hefe

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Description

s. Dr. K. r INCK
Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr.K. Fincke
Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
8 MÜNCHEN 86, DEN
POSTFACH 860820
MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22
HtM/th
Firma Peter Eckes, Nieder-Olm, Bundesrepublik Deutschland
Bahnstraße 6
Verfahren zur kontinuierlichen Vergärung von vergärbaren Lösungen mit Hefe.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Vergärung von vergärbaren Lösungen, insbesondere Traubensaft, Obstsaft oder dergleichen, mit Hefe zur Gewinnung
von Gärungserzeugnissen, durch kontinuierliches Einführen von vergärbaren Lösungen und Gasen in einen geschlossenen Gärturm und kontinuierliches Abführen der Produkte der
alkoholischen Gärung.
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Peter Eckes
Aus der DT-PS 1 209 088 ist es bekannt, die alkoholische Gärung in einer Vorrichtung durchzuführen, die einen in seinem Inneren von Einbauten freien, schlanken Gärturm umfaßt, der an seinem unteren Ende Zuführungen für unvergorene Würze und Luft aufweist und an seinem oberen Ende über einen Oberlauf mit einer Produktentnahmeleitung verbunden ist, die ihrerseits mit einer Hefeabsetzkammer in Verbindung steht. Mit Hilfe eines Hefeabscheiders, beispielsweise eines Hydrozyklons, ist es möglich, die über den überlauf mitgerissene Hefe zurückzugewinnen und erneut in den Gärturm einzuführen.
Die bei der alkoholischen Gärung eingesetzten Hefezellen besitzen nun von Natur aus die Eigenschaft , sich aneinander anzulagern und Klumpen zu bilden, was einen schlechten Kontakt der Hefezellen mit der vergärbaren Lösung zur Folge hat und einen schlechten Wirkungsgrad des Verfahrens mit sich bringt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die einzelnen Hefezellen intensiv mit dem Gärsubstrat bzw. der vergärbaren Lösung in Kontakt zu bringen und damit einen schnelleren Stoffaustausch zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren zur kontinuierlichen Vergärung von vergärbaren Lösungen, insbesondere Traubensaft oder Obstsaft, mit Hefe zur Gewinnung von Gärungserzeugnissen, durch kontinuierliches Einführen von vergärbaren Lösungen und Gasen in einen geschlossenen Gärturm und kontinuierliches Abführen der Produkte der alkoholischen Gärung gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man während des Gärvorganges Inertgas zur Erzielung von Turbulenz in die vergärbare Lösung einbläst.
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Peter Eckes
- r-
Vorzugsweise bläst man stündlich pro Kubikmeter der vergärbaren Lösung 1 bis 3 m und noch bevorzugter 1,5 bis 1,8 m Inertgas in den Gärturm bzw. die vergärbare Lösung ein. Vorteilhafterweise führt man das Einblasen des Inertgases mit Hilfe geeigneter Gasverteiler feinperlig durch, wozu man insbesondere Sinterkerzen einsetzt.
Im Rahmen der Erfindung wird unter Inertgas jedes in einem Gärungsverfahren inerte Gas, wie z. B. Stickstoff, Kohlendioxid oder Edelgas verstanden. Bevorzugt wird Kohlensäure, wobei man vorteilhafterweise auf die bei der alkoholischen Gärung anfallende Gärungskohlensäure zurückgreift.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung trennt man die aus dem Gärturm abgeführten Gärungsprodukte in einer nachgeschalteten Trenneinrichtung, beispielsweise einem Hydrozyklon, in Hefe, Gärungskohlensäure bzw. Kohlendioxid enthaltende Gase und die vergorene Lösung auf, führt die abgetrennte Hefe erneut in den Gärturm ein und bläst die erhaltene Gärungskohlensäure bzw. das in dem Hydrozyklon abgetrennte, kohlendioxidhaltige Gasgemisch teilweise oder vollständig mit Hilfe eines Gebläses, vorzugsweise eines Kompressors, wieder in die vergärbare Lösung ein.
Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die in dem Hydrozyklon abgetrennte Gärungskohlensäure vor dem Einblasen in den Gärturm mit Hilfe eines Gaswäschers zu reinigen und/oder über ein Membranfilter zu filtrieren.
Die mit Hilfe des Hydrozyklons aus den Gärungsprodukten abgetrennte Hefe kann beispielsweise mit Hilfe einer Pumpe und vorzugsweise mit Hilfe einer Exzenterschnecke wieder in den Gärturm zurückgespeist werden.
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Peter Eckes
Durch das erfindungsgemäße Einblasen von Inertgas in die vergärbare Lösung unter Erzielung von Turbulenz wird eine intensivere Vermischung der Hefe mit dem Gärsubtrat bewirkt, eine größere aktive Oberfläche der Hefe für den Vergärungsvorgang ausgenützt und damit eine bis zu 100 %-ige Leistungssteigerung erzielt.
Weitere Vorteile, Ausführungsformen und Gegenstände der Erfindung ergeben sich aus der weiteren Beschreibung und dem Beispiel, in denen auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist. Die Zeichnung zeigt in der einzigen Figur in schematischer Darstellung die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt eingesetzte Vorrichtung.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens führt man dem eingesetzten und mit Hefe gefüllten Gärturm einerseits kontinuierlich die zu vergärende Lösung zu und zieht andererseits kontinuierlich aus dem Gärturm die vergorene Lösung mit den darin enthaltenen Gärungsprodukten ab. Als vergärbare Lösung kann man beliebige, mit Hefe vergärbare Lösungen einsetzen, insbesondere mit Wasser verdünnte Obstsaftkonzentrate, insbesondere Apfelsaftoder Traubensaft-Lösungen, wenngleich man auch Bierwürze nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vergären kann.
Die in der vergorenen Lösung suspendierte Hefe und die bei der alkoholischen Gärung entstandenen Gase, die insbesondere Kohlendioxid enthalten, werden in geeigneter Weise, vorzugsweise mit Hilfe eines Hydrozyklons, abgetrennt. Die abgetrennte Hefe wird mit Hilfe einer Pumpe, vorzugsweise einer Exzenterschnecke, wieder von unten in den Gärturm eingespeist und dort einer weiteren Verwendung zugeführt.
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Peter Eckes
Gemäß einer besonders bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung wird als Kohlendioxid ein Teil der abgetrennten Gärungskohlensäure bzw. der aus den Gärungsprodukten gewonnenen kohlendioxidhaltigen Gase mit Hilfe eines Gebläses, vorzugsweise eines Kompressors, abgesaugt und ernqut von unten in den Gärturm eingeblasen, was in der Weise bewirkt wird, daß eine heftige Verwirbelung der vergärbaren Lösung durch das eingeblasene Kohlendioxid erreicht wird.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die vergorene Lösung mit der darin suspendierten Hefe und den bei der Gärung gebildeten Gasen durch ein Oberlaufrohr und eine damit verbundene Leitung in einen Hydrozyklon überführt, der die vergorene Lösung sowohl von der darin suspendierten Hefe als auch von den mitgerissenen Gasen trennt.
Während die vergorene Lösung in ein Sammelgefäß abgeleitet und der weiteren Verarbeitung zugeführt wird, wird die abgetrennte Hefe in der beschriebenen Weise erneut in den Gärprozeß eingeschaltet.
Ein Teil der im Hydrozyklon abgetrennten Gärungskohlensäure bzw. der kohlendioxidhaltigen Gase wird mit einem Kompressor aus dem Hydrozyklon abgesaugt und zur Erzielung von Turbulenzen und zur intensiven Vermischung der Hefe mit der vergärbaren Lösung wieder von unten über vorzugsweise eine Sinterkerze feinperlig in den Gärturm eingeblasen. Das Einblasen des Kohlendioxids bzw. der Gärungskohlensäure wird dabei so gesteuert, daß der Inhalt des Gärturm, das heißt die Hefe und die zu vergärende Lösung, das Aussehen einer homogenen Masse erhalten. Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Teil der Gärungskohlensäure im Kreislauf gefahren wird, muß das bei -der alkoholischen Gärung entstehende zusätzliche Kohlendioxid über ein Ventil und eine Leitung
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Peter Eckes
aus dem Hydrozyklon und damit dem System abgeleitet werden.
Das folgende Beispiel dient der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Beispiel
Man führt dem mit Hefe gefüllten Gärturm 1 über eine Leitung 2 kontinuierlich frische, vergärbare Lösung zu. Der Inhalt des Gärturms 1 steigt bis zu der als Oberlaufrohr ausgelegten Leitung 9 und wird durch diese in einen Hydrozyklon 10 abgeführt. In diesem Hydrozyklon 10 wird die mitgerissene Hefe von den mitgerissenen, kohlendioxidhaltigen Gasen und der übergeströmten, vergorenen Lösung getrennt und fließt einer Exzenterschneckenpumpe 12 zu. Diese Pumpe 12 fördert die Hefe über die Leitung 13 wieder in den Gärturm 1 und führt sie damit wieder dem Gärprozeß zu.
Über eine Leitung 3 wird ein Teil der Gärungskohlensäure mit Hilfe eines Kompressors 16 aus dem Hydrozyklon 10 abgesaugt und mit dem Kompressor 16 dann über eine Leitung 4 und eine oder mehrere Sinterkerzen 5 (wobei in der Zeichnung nur eine solche Sinterkerze schematisch dargestellt ist) wieder in den Gärturm eingeblasen. Wird der Gaswäscher 17 zwischenaeschaltet, so wird die gereininte Gärungskohlensäure über den Sterilfilter 18 (Membranfilter) wieder in den Gärturm eingeblasen. Das Kohlendioxid wird dabei zur Erzielung einer ausreichenden Turbulenz und einer intensiven Vermischung in einer Menge von 15 bis 18 m3 (bei Normalbedingungen gerechnet) pro Stunde in den Gärturm mit einem Inhalt von 10 m3 eingeführt. Über das Ventil 11 wird das überschüssige Kohlendioxid bzw. das kohlendioxidhaltige Gas aus dem System abgeleitet.
Über die Leitung 14 wird die abgetrennte vergorene Lösung aus dem Hydrozyklon 10 abgeführt und der weiteren Produktbehandlung zugeführt.
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Claims (10)

  1. Peter Eckes
    Patentansprüche
    (Λ . Verfahren zur kontinuierlichen Vergärung von vergärbaren Lösungen, insbesondere Traubensaft oder Obstsaft, mit Hefe zur Gewinnung von Gärungserzeugnissen, durch kontinuierliches Einführen von vergärbaren Lösungen und Gasen in einen geschlossenen Gärturm und kontinuierliches Abführen der Produkte der alkoholischen Gärung, dadurchgekennzeichn e t, daß man während des Gärungsvorganges Inertgas zur Erzielung von Turbulenz in die vergärbare Lösung einbläst.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß man stündlich pro Kubikmeter der vergärbaren Lösung 1 bis 3 m3 Inertgas. einbläst.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man 1,5 bis 1,8 m3Inertgas pro Stunde pro Kubikmeter der vergärbaren Lösung zuführt.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nan das Inertgas über geeignete Gasverteiler fein-
    perlig in die vergärbare Lösung einbläst.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4,dadurch g e kennzeichnet, daß man als Gasverteiler Sinterkerzen verwendet.
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    ORIGINAL INSPECTED
    Peter Eckes
  6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die abgeführten Gärungsprodukte in einer nachgeschalteten Trenneinrichtung kontinuierlich in Hefe, Kohlendioxid und vergorene Lösung trennt, die abgetrennte Hefe wieder in den Gärturm einführt und die Gärungskohlensäure teilweise oder vollständig mit Hilfe eines Gebläses wieder in die vergärbare Lösung einbläst.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gärungsprodukte mit Hilfe eines Hydrozyklons in Hefe, Gärungskohlensäure bzw. Kohlendioxid enthaltende Gase und vergorene Lösung trennt.
  8. 8. Verfahren nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gärungskohlensäure vor dem Einblasen in den Gärturm in einem Gaswäscher und/oder Sterilfilter reinigt.
  9. 9. Verfahren nach Ansprucn 7,dadurch ge kennzeichnet, daß man die abgetrennte Hefe mit Hilfe einer Pumpe wieder in den Gärturm einführt.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9,dadurch gekennzeichnet, daß man als Pumpe eine Exzenterschnecke verwendet.
    8 09835/0032
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